JPH02271031A - 内燃機関の吸気通路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は内燃機関、主として直接噴射式のディーゼルエ
ンジン機関の吸気通路に関する。

（従来技術） 直接噴射式内燃機関の吸気通路としては、例えば第１１
図のように概ね直線状の助走通路部５１と、該助走通路
部５１の中心線０２と交わる中心線０３の円筒状通路部
５２からなるダイレクト式吸気通路や、第１２図に示す
ように湾曲状の助走通路部６１と、該助走通路部６１の
仮想中心線０２からずれた（オフセットされた）中心線
０３のヘリカル通路部６２からなるヘリカル式吸気通路
がある。

第１１図のダイレクト式では、空気は矢印Ｇのように略
直線状にシリンダ１内に入り、シリンダ１の内周面の作
用のみによってスワール流が形成されるため、第６図の
オフセットｆｆ１Ｏのところで示すように、吸入空気の
体積効率（ＰＬ　）はよいが、スワール比（Ｓ　ｌ）が
低く、均等な燃焼が得難い。

一方第１２図のヘリカル式では、空気の略全部がヘリカ
ル通路部６２内で旋回するため、第６図のオフセット量
ｄｌのところで示すように、適切なスワール比（Ｓ２）
を得ることはできるが、流量特性、特に体積効率がＰ２
と低い。

また第１２図の構造では助走通路部６１とヘリカル通路
部６２の形状が複雑なため、アルミダイキャスト成形が
むつかしい。

第１３図はアルミダイキャスト成形可能にしたヘリカル
式の吸気通路であり、助走通路部７１を直線状にしてい
るが、助走通路部７１の中心線０２をヘリカル通路部７
２の中心線０３からずらしているため、空気の流量制限
が大きく、体積効率が低下し、高出力が保ち難い。

（発明の目的） 本発明の目的は、シリンダ内に供給される空気の体積効
率及びスワール比を共に高く維持でき、しかも簡単にア
ルミダイキャスタ成形できる内燃機関の吸気通路を提供
することである。

（目的を達成するための技術的手段） 上記目的を達成するために本発明は、シリンダ内に開口
すると共に吸気弁軸と同一軸心方向に延びる円筒状のヘ
リカル通路部と、シリンダヘッド端面から上記ヘリカル
通路部の上部までその中心線がヘリカル通路部中心線と
略交わるように概ね直線状に延びる助走通路部を備え、
ヘリカル通路部内に上方から突出する弁ガイドボスと助
走通路部のシリンダ中心線側の側壁との間に遮癖を形成
し、該遮壁の助走通路部側の面に、助走通路部内の一部
の空気をシリンダ中心線側と反対側に寄せる湾曲ガイド
面を形成している。

請求項２記載の発明は、スワール比を調整できるように
、請求項１の構成に加え、遮壁の場面側の面に場面側へ
と延びるガイドリップを形成し、該ガイドリップの弁軸
側の側面を、弁ガイドボス外周面の接線のうち助走通路
部のシリンダ中心線側の側壁と略平行な接線に沿うよう
に形成している。

（作用） エアクリーナ等から送られる空気は、直線状の助走通路
部内を通過し、助走通路部下部の空気は直線状の流れの
ままダイレクト流としてヘリカル通路部の下端開口から
シリンダ内に供給される。

一方助走通路部上部の空気は遮壁の湾曲ガイド面にガイ
ドされてシリンダ中心線側と反対側に寄せられ、それか
ら円筒状のヘリカル通路部に入って旋回流となり、上記
ダイレクト流に付加されてシリンダ内に供給される。

またヘリカル通路部はシリンダ中心線と概ね平行な円筒
状に形成され、助走通路部は直線状に形成されるため、
各通路部用の中子で簡単にアルミダイキャスト成形がで
きる。

（実施例） 第１図〜第３図は本願請求項１記載の発明を適用した直
接噴射式ディーゼル機関の吸気通路を示しており、垂直
断面（第１図の■−■断面）を示す第２図において、シ
リンダヘッド２に形成される吸気通路は、円筒状のヘリ
カル通路部５と助走通路部３からなっている。ヘリカル
通路部５はその中心線０３がシリンダ中心線０１と平行
で、しかもシリンダ中心線０１から偏倚しており、下端
はシリンダ１内に開口している。ヘリカル通路部５の土
壁には該通路部５と同一軸心の弁ガイドボス６が下向き
に突出しており、該弁ガイドボス６内には弁ガイド７が
嵌着され、該弁ガイド７に吸気弁軸８が上下方向移動自
在に挿入ぎれている。

弁軸８とヘリカル通路部５の中心線０３は同一軸芯であ
る。

ヘリカル通路部５の上壁面５ｂは後述の遮壁１２より一
部が遮断された部分環状になっており、水平断面図を示
す第１図において、上記上壁面５ｂはシリンダ中心線側
と反対側のＡ１部分からシリンダ中心線側のＡ２部分に
いくに従い緩やかに下方に傾斜するように螺旋状（ヘリ
カル状）に形成されている。このようにヘリカル通路部
５は全体が螺旋溝のように形成されている構造ではなく
、部分環状上壁面５ｂがヘリカル状に形成されており、
これと円筒状の内周面により一部の空気を旋回流に形成
するようになっているので、ヘリカル通路部と称してい
る。

助走通路部３はシリンダヘッド端面からヘリカル通路部
５の上部まで直線状に延びており、その中心線０２はヘ
リカル通路部５の中心線０３に交わっている。即ち雨中
心線０２．０３のオフセット量は０である。

助走通路部３のシリンダ中心線側の側壁１０ａの下流側
部分と弁ガイドボス６の外周面の間には遮壁１２が一体
に形成されており、該遮壁１２の助走通路側の面には凹
状の湾曲ガイド面１５が形成されている。該ガイド面１
５は側壁１０ａから弁ガイドボス６の上流側の端部６ａ
まで滑らかに連続しており、助走通路部３内の上部の空
気を乱れることなくシリンダ中心線側と反対側へと寄せ
るようになっている。

第１図の■−■断面を示す第３図において、遮壁１２は
弁ガイドボス６の下端縁と略同じ高さまで延びており、
助走通路部３内の下部の空気はダイレクト流として直接
ヘリカル通路部３の下端開口からシリンダ１内に噴出さ
れるようになっている。

作動を説明する。第１図においてエアクリーナ等から助
走通路部３に送り込まれた空気は、直線状にヘリカル通
路部５側へと流れる。このうち助走通路部３の下部の空
気は矢印Ｇで示すようにダイレクト流としてシリンダ１
内に供給される。

一方助走通路部３の上部の空気はガイド面１５にガイド
されてシリンダ中心０１側とは反対側の側壁１０ｂ側に
寄せられ、矢印Ｔで示すように円筒状のヘリカル通路部
５の周壁に沿って旋回流となり、第２図のように上記ダ
イレクト流Ｇに付加されてシリンダ１内に送り込まれる
。

このように旋回流がダイレクト流に付加されて供給され
るため、第６図において、オフセット量ｄｌの時の従来
のヘリカル式吸気通路におけるスワール比Ｓ２と略同じ
スワール比Ｓ’２が得られると同時に、体積効率はダイ
レクト式における体積効率Ｐｉと同じ体積効率が得られ
る。

第７図は回転数の変化に対して、従来のダイレクト式の
場合の体積効率の変化Ｘ１と本発明の場合の体積効率の
変化Ｘ２を比較したグラフであり、本発明Ｘ２の方が体
積効率は２〜３％（７〜８馬力）向上している。

第４図及び第５図はアルミダイキャスト成形時の状態を
示しており、助走通路部３用の中子３１と円筒状のヘリ
カル通路部５用の中子３２とを、Ｑで示すような割面で
分割し、それぞれＰＩＳＰ２を抜き方向としている。な
お割面Ｑ部分の範囲は明確にするために短い両側の斜線
で示している。

（別の実施例） 第８図〜第１０図は本願請求項２記載の発明を適用した
吸気通路であり、前記第１図〜第３図の構造に加え、ス
ワール比調節用のガイドリップ４１を形成している。該
ガイドリップ４１以外は第１図〜第３図と同じ構造なの
で同じ部品には同じ部品番号を付している。

第９図において、ガイドリップ４１は遮壁１２の場面Ｆ
側（下側）の面に場面側に向って延びるようにシリンダ
ヘッド２と一体に形成されている。

水平断面図を示す第８図において、ガイドリップの４１
の弁軸側の面４１ａは弁ガイドボス６の外周面の接線の
うち、助走通路部３のシリンダ中心線側の側壁１０ａと
略平行な接線に沿うように形成され、ダイレクト流Ｇの
幅を絞り込まないようになっている。またガイドリップ
４１のＡ２部分に対向する先端壁４１ｂは第９図に示す
ようにヘリカル通路部５の螺旋状上壁面５ｂのＡ２の部
分から遮壁１２の湾曲状端面１２ａを介して滑らかに下
方にくるように連続している。

作動を説明する。第８図においてエアクリーナ等から助
走通路部３に送り込まれた空気のうち、助走通路部３の
下部の空気は矢印Ｇで示すようにダイレクト流としてシ
リンダ１内に流れる。

一方助走通路部３の上部の空気はガイド面１５にガイド
されてシリンダ中心０１側とは反対側の側壁１０ｂに寄
せられ、矢印Ｔで示すように円筒状のヘリカル通路部５
の周壁に沿って旋回流となり、モしてＡ２部分において
旋回流は下方へと導かれ、シリンダ１内に送り込まれる
。

この場合、ガイドリップ４１の側面４１ａはダイレクト
流を絞り込まない位置で助走通路部３の側壁１．　Ｏａ
と平行に形成されているため、体積効率も充分高く確保
できる。

第９図の上記ガイドリップ４１の高さＨを変更すること
により、スワール比を所望の値に調節できる。例えばリ
ップ高さＨを高くするとスワール比は増加する。ただし
リップ４１自体がダイレクト流Ｇを直接阻止することは
なく、体積効率は充分高く保たれる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明は、吸気弁軸と同一軸心方向
に延びる円筒状のヘリカル通路部５と、シリンダヘッド
端面から上記ヘリカル通路部５の上部までその中心線が
ヘリカル通路部中心線と略交わるように概ね直線状に延
びる助走通路部３を備え、弁ガイドボス６と助走通路部
３のシリンダ中心線側の側壁との間に遮壁１２を形成し
、該遮壁１２の助走通路部側の面に、助走通路部３内の
一部の空気をシリンダ中心線側と反対側に寄せる湾曲ガ
イド面１５を形成しているので：（１）ダイレクト流に
旋回流を併用てき、体積効率の向上とスワール比の増加
を達成できる。これにより高出力化及び燃焼の均等化を
達成できる。

（２）円筒状のヘリカル通路部５と直線状の助走通路部
３から構成されているので、各通路部用の中子３１．３
２の形状が簡単になり、アルミダイキャスト成形により
簡単に形成できる。

（３）遮壁１２の場面側の面に場面側へと延びるガイド
リップ４１を形成し、該ガイドリップ４１の弁軸側の側
面を、弁ガイドボス外周面の接線のうち助走通路部３の
シリンダ中心線側の側壁１０ａと略平行な接線に沿うよ
うに形成することにより、ダイレクト流を乱さずにスワ
ール比を所望の比に調整できる。

即ち体積効率を充分に確保しながら、スワール比を各機
関の要望に適した値に調節できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本願請求項１記載の発明を適用した直接噴射式
ディーゼル機関の吸気通路の水平断面図（第２図のＩｉ
断面図）、第２図は第１図の■−■断面図、第３図は第
１図の■−■断面図、第４図はダイキャスト成形時の水
平断面図、第５図はダイキャスト成形時の垂直断面図、
第６図は助走通路部３内線のオフセットａに対する体積
効率並びにスワール比の変化を示すグラフ、第７図は回
転数に対する体積効率の変化を示すグラフ、第８図は本
願請求項２記載の発明を適用した直接噴射式ディーゼル
機関の吸気通路の水平断面図、第９図は第８図のＩＸ−
ＩＸ断面図、第１０図は第８図のＸ−Ｘ断面図、第１１
図、第１２図及び第１３図はそれぞれ従来例の水平断面
図である。１・・・シリンダ、２・・・シリンダヘッド
、３・・・助走通路部、５・・・ヘリカル通路部、６・
・・弁ガイドボス、１２・・・遮壁、１５・・・湾曲ガ
イド面、４１・・・ガイドリップ、Ｆ・・・場面 特許出願人　ヤンマーディーゼル株式会社第１図 第３図　　　　　第２図 第４図 第７図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）シリンダ内に開口すると共に吸気弁軸と同一軸心
   方向に延びる円筒状のヘリカル通路部と、シリンダヘッ
   ド端面から上記ヘリカル通路部の上部までその中心線が
   ヘリカル通路部中心線と略交わるように概ね直線状に延
   びる助走通路部を備え、ヘリカル通路部内に上方から突
   出する弁ガイドボスと助走通路部のシリンダ中心線側の
   側壁との間に遮癖を形成し、該遮壁の助走通路部側の面
   に、助走通路部内の一部の空気をシリンダ中心線側と反
   対側に寄せる湾曲ガイド面を形成したことを特徴とする
   内燃機関の吸気通路。
2. （２）請求項１記載の内燃機関の吸気通路において、遮
   壁の爆面側の面に爆面側へと延びるガイドリップを形成
   し、該ガイドリップの弁軸側の側面を、弁ガイドボス外
   周面の接線のうち助走通路部のシリンダ中心線側の側壁
   と略平行な接線に沿うように形成した内燃機関の吸気通
   路。